为什么氮化硼陶瓷坩埚适合烧结氮化硅、氮化铝基片
坩埚是高温烧结和熔化过程中常用的容器或器皿。它通常由陶瓷、金属和石墨等耐高温材料制成。坩埚的主要功能是在高温下容纳和保持材料,以进行烧结、熔化或其他热处理过程。坩埚材料和尺寸的选择至关重要,需要考虑烧结温度、样品尺寸、热膨胀兼容性、润湿性和其他特定应用要求等因素。
在烧结过程中氮化铝(AlN)和氮化硅(Si3N4)陶瓷基板,使用氮化硼(BN)陶瓷作为坩埚具有以下几个优点:
1.高温稳定性:AlN衬底的最高烧结温度为2000℃左右,Si3N4衬底的最高烧结温度为1850℃左右。这两个过程都涉及不同温度范围的热冲击。氮化硼坩埚可承受高达2100°C的高温,并表现出与AlN和Si3N4相似的热膨胀系数,确保高温条件下的稳定性。这对于烧结 AlN 和 Si3N4 等高温陶瓷材料至关重要。 氮化硼坩埚可以承受高温环境并保持其结构完整性,确保烧结过程中的稳定性和一致性。
2.低润湿性:BN 陶瓷具有低润湿性,这意味着熔融材料不太可能在其表面广泛扩散,而是倾向于形成小球形。这减少了基材和基材之间的接触面积氮化硼坩埚 在烧结过程中,最大限度地减少粘附和从坩埚中取出烧结基材的困难。
3.化学稳定性: BN 陶瓷制品具有很高的化学稳定性,不会与许多材料发生反应或污染。烧结 AlN 和 Si3N4 基材时,使用 BN 坩埚可以与基材材料直接接触,而不会引入杂质或改变基材的成分和性能。
4.良好的导热性:BN坩埚具有高导热性,有利于高效传热。这有助于在烧结过程中实现均匀的加热和温度分布,从而提高烧结的均匀性和质量。它还有助于实现基板密度、结构、成分和尺寸形状的均匀性,从而提高 AlN 和 Si3N4 基板的电气性能、耐用性和精确尺寸。
总之,与其他坩埚材料相比,氮化硼(BN)坩 在烧结过程中具有低润湿性、化学稳定性、高温稳定性和良好的导热性等优点氮化铝(氮化铝)和氮化硅(Si3N4)基材。这些优点提供了可靠、清洁和高质量的烧结环境,确保基材在最佳条件下烧结并保持所需的性能。